그란디 급수
부분합이 1과 0을 영원히 오가므로 이 급수에는 합이 없습니다. 21는 부분합들의 평균(체사로 평균)일 뿐, 급수의 합이 아닙니다.
1−1+1−1+⋯diverges
예제
그란디 급수가 발산함을 부분합으로 직접 증명하세요.
Sn={10n oddn even
부분합이 1,0을 영원히 오갑니다.
증명 보기
- Sn=1−1+⋯±1: n이 홀수이면 1, 짝수이면 0입니다.
- 수열이 두 값만 무한히 오가므로 극한이 없습니다.
- 따라서 급수는 발산합니다 — "합"이 존재하지 않습니다.
체사로 평균 σN=NS1+⋯+SN이 21로 수렴함을 증명하세요.
σN=N⌈N/2⌉→21
평균을 내면 진동이 가라앉아 1/2로 갑니다.
증명 보기
- Sk는 홀수 k에서 1, 짝수 k에서 0이므로, S1+⋯+SN=⌈N/2⌉입니다.
- σN=N⌈N/2⌉: N=2m이면 2mm=21이고, N=2m+1이면 2m+1m+1→21입니다.
- 따라서 σN→21입니다. 이는 부분합의 "평균"이지, 급수의 합이 아닙니다.
발산급수를 멋대로 묶으면 0도 1도 "증명"됨을 보이고, 왜 틀렸는지 설명하세요.
(1−1)+(1−1)+⋯=0vs1+(−1+1)+(−1+1)+⋯=1
묶는 위치에 따라 답이 바뀝니다 — 둘 다 틀렸습니다.
증명 보기
- (1−1)+(1−1)+⋯=0+0+⋯=0입니다.
- 한편 1+(−1+1)+(−1+1)+⋯=1+0+0+⋯=1입니다.
- 같은 급수에서 0과 1이 둘 다 "나오므로" 멋대로 묶기는 정당하지 않습니다. 묶기(결합법칙)는 수렴이 보장된 뒤에야 쓸 수 있습니다.
6. 급수